在柔性静电纺丝纳米纤维上锚定的高性能葡萄糖生物传感的分级多孔NiCo2S4纳米线

DOI:10.1016/j.jallcom.2019.153376

镍钴硫化物（NiCo₂S₄）纳米材料以其高催化性能和低成本等优点，引起了各个领域的广泛关注。在此，制备了电纺石墨纳米纤维膜（NiCo₂S₄/EGF）上生长的NiCo₂S₄纳米线阵列，用于非酶葡萄糖传感器。采用两步水热法合成了三维自支撑多孔NiCo₂S₄/EGF。通过合理控制生长动力学，NiCo₂S₄阵列显示出独特的核壳结构和粗糙的表面，提供暴露于电解质的大量电化学活性位。应用于葡萄糖测定时，NiCo₂S₄/EGF修饰电极具有宽的线性范围（0.0005-3.571 mM，R²=0.995）和低的检出限（0.167μM，S/N=3）。NiCo₂S₄/EGF优异的传感性能可以归因于NiCo₂S₄的高电催化活性和EGF骨架的良好导电性。此外，该传感器还具有制备简单、成本低、重现性好、选择性好等优点。结果表明，NiCo₂S₄/EGF在葡萄糖检测中具有广阔的应用前景。

图1.NiCo₂S₄/EGF-6（A，D）、NiCo₂S₄/EGF-7（B，E）和NiCo₂S₄/EGF-8（C，F）的SEM图像。

图2.NiCo₂S₄/EGF-7的TEM（A-C）、HRTEM（D）、相应的SAED（E）和XRD图谱（F）。

图3.（A）NiCo₂S₄/EGF-7的（B）Ni 2p、（C）Co 2p和（D）S 2p的XPS光谱和高分辨率光谱。

图4.在EGF、NiCo₂O₄/EGF，NiCo₂S₄粉末和NiCo₂S₄/EGF-7电极上通过等效电路拟合之前（实线）和之后（虚线）的（A）CV和（C）奈奎斯特图。（B）在NiCo₂S₄/EGF上的等效电路在含5 mM Fe(CN)₆^3-/4-的0.1 M KCl溶液（1:1）中进行等效电路拟合之前（实线）和（虚线）之前的CVs和（D）奈奎斯特图。C和D的插图是用于拟合奈奎斯特图的等效电路。

图5.含有各种葡萄糖浓度的NiCo₂S₄粉末（A）、NiCo₂S₄/EGF-6（B）、NiCo₂S₄/EGF-7（C）、NiCo₂S₄/EGF-8（D）的CVs。

图6.NiCo₂S₄/EGF-7对添加低浓度（A）和不同浓度（B）的葡萄糖的I-t响应；（C）NiCo₂S₄/EGF-7对添加0.5 mM葡萄糖和0.1 mM乳糖、木糖、甘露糖、尿素、AA、DA、UA和2 mM KCl的I-t反应;（D）NiCo₂S₄/EGF-7在0.50 V下持续4600 s的操作稳定性。插图为NiCo₂S₄/EGF-7的校准图。